太阳能光伏发电装置的开发与推广商业计划书.docx

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1、商业计划书项目名称自动跟踪太阳能光伏发电装置的开发与推广项目单位兰州大学阳光能源创业团队地 址兰州大学信息科学与工程学院电 话0931-8432881 15193107781电子邮件tiannyyu 二零一一年 十月制商 业 计 划 书 概 要项目名称自动跟踪太阳能光伏发电装置的开发与推广团队形式个人 工作室 成立时间2010.5办公地址兰州大学所处行业能源所处阶段创意 研发 产品开发 试运营 市场拓展联系方式联系人周威电话15193107781传真8432881E-Mailtiannyyu网站或QQ号554230879项目摘要本项目主要利用自主开发的“一种电动推杆控制的双轴太阳跟踪光伏发电装

2、置”专利技术，研发出能对太阳时角和高度角自动跟踪太阳能光伏发电装置。本装置采用太阳自动跟踪复位控制电路控制小功耗大推力电动推杆推动太阳能电池板自动跟踪太阳时角和高度角，克服了其它光伏发电跟踪装置机械传动机构复杂、自身功耗大严重等缺点；本装置结构简单、易于拆卸异地安装，适合西部偏远地区无电农、牧区家庭及小学、医疗站、边防哨所等使用；大型光伏发电站也可由该装置组成自动跟踪太阳能光伏发电阵列，提高的发电能力。该项目已完成样机制作并申请了发明专利和实用新型专利各1项，其中实用新型专利已获授权；制定了太阳能光伏发电对日单（双）轴自动跟踪装置（Q/DZ001-2011）产品标准1项并完成了备案，经相关单位

3、试用和甘肃省机电产品质量监督检验站检测，表明其结构稳定、可靠，发电效率明显提高，200Wp单机提高发电能力30%以上。项目完成时产品通过相关部门鉴定，达到批量生产阶段。 团队架构本项目2012年5月19日成立有限责任公司，注册资金100万元。企业股东：创业团队技术股20%，天使投资者个人股80%。执行董事为企业法人。公司设办公室、生产研发部、市场拓展部、财务部等，聘有专业财务人员；现有专兼职员工7人。项目骨干简介总经理： 周威，09级电路与系统硕士研究生 ，2007年全国大学生数学建模竞赛中获得省赛区二等奖，两次获得兰州大学一等学业奖学金、二等助研奖学金，在校期间参与了基于zigbee的高压电

4、网检测系统、基于宽带电力线抄表系统、手持式电源内阻检测仪等项目的开发，参与申请“一种电动推杆控制的双轴太阳跟踪光伏发电装置”发明专利1项，获实用新型专利授权1项，有较为丰富的项目开发实践经验和开拓精神。 技术总监：米进财，10级电路与系统硕士研究生，曾获兰州大学2008-2009学年优秀学生三等奖学金、2008年暑期社会实践先进个人。2009年在四川华迪公司实训，担任项目经理，完成基于FPGA的多功能数显系统；2010年完成河南中原黄金冶炼厂干矿量集显系统；2010年参与了USB固件程序设计；2011年参与了甘肃玉门油田水电厂锅炉汽包水位控制系统的项目设计。参与申请“一种电动推杆控制的双轴太阳

5、跟踪光伏发电装置”发明专利1项，获实用新型专利授权1项，有较为丰富的项目开发能力。 市场部经理：刘莉，女，09级电路与系统硕士研究生。参与了基于zigbee的高压电网检测系统、基于niosII的远程无线心电监护系统的开发工作，2011年获Altera全国FPGA大奖赛三等奖、兰州大学优秀共产党员称号；曾获兰州交通大学第十一届“交大之声”辩论赛冠军，被评为兰州大学优秀研究生会干部。有较为丰富的人际交往能力和市场开拓能力。财务部经理：杜振涛，09级管理学院企业管理硕士研究生。曾参与“新消费文化观念构建”国家社科基金项目（项目编号:08BZX011），主要负责市场调研以及数据的统计分析。兼职会计事务

6、所，参加过黄河剧院、甘肃演出公司资产审计与资产评估工作。有一定的财务管理经验。办公室主任：董敏，女，09级电路与系统硕士研究生，曾获青海大学“三好学生”、青海省攀岩比赛周赛第一名的奖励，曾参加友晶科技及 Altera 公司所主办的“亚洲创新设计大赛”，有一定的组织管理能力。项目的技术方案与创新性本项目属于结构创新和应用创新：1、本项目采用1项发明专利和1项实用新型授权专利（专利号：ZL201120174363.9），实现了对太阳的双轴跟踪，提高太阳能电池板发电能力30%以上。2、本项目在结构创新方面采用电动推杆控制推动太阳能电池板转动，结构简单，造价便宜且系统稳定，克服了以往小功率光伏发电设备

7、自动跟踪装置复杂、制造成本过高的缺陷，本项目跟踪控制机构造价低于所控光电伏发电系统造价的20%。3、在技术创新方面，其控制部分由蓄电池供电无需外接电源，跟踪采用间隙式采样跟踪省电模式，即每15分钟采样一次。200WP光伏发电双轴跟踪电动推杆每次工作时间仅为几秒钟，最长的十几秒钟，从西到东复位时间仅为几分钟，因此两个小功率电动推杆一天的累计工作时间不超过10分钟，功耗极小，打破了双轴跟踪传动机构功耗大的悖论。4、本装置采用模块化设计，可随时拆御异地组装，在应用创新方面单套适合无电地区农牧民家庭使用，多套组阵排列同样适合大型光伏发电站组网发电。项目发展现状2011年5月申请发明、实用新型专利各1项

8、；2011年6月完成项目科技查新、产品企业标准备案、通过产品质量检验；2011年9月获得实用新型专利授权1项。项目进入产品研发最后改进、定型阶段，现已制成样机2台并开始试用。项目产品市场与竞争一、 市场概述1、项目产品市场概况及需求情况根据可再生能源中长期发展规划，2010年中国可再能源消费量达到能源消费总量的10%左右，2020年这一比例将达到15%。根据这个比例中国可再生能源协会得出研究结论，未来 10年国内将有一个高达1万亿美元的可再生能源市场，太阳能发电量将达到 2000万至3000万千瓦。据统计，2005年我国还有大约28,000 个村庄，7 百万户，3,000 万人口无电。这些无电

9、人口大都分布在我国西部地区和一些海岛，其中一些无电村庄使用柴油发电机发电，每日供电23 小时；有些连柴油发电机也没有，只能点酥油灯、煤油灯和蜡烛照明。由于这些县城、村镇及散居牧户地处边远，远离电网，用电负荷小而且分散，近20年之内不可能通过延伸电网实现供电。我国太阳能资源丰富，2/3以上地区的年日照大于2000h，年均辐射量约为5900MJ/m2。青藏高原、内蒙古、宁夏、甘肃北部、陕西、河北西北部、新疆南部、东北以及陕甘宁部分地区的光照尤为突出。而我国大多数无电人口恰好主要分布在这些地区。这些无电地区有很丰富的太阳能资源，光伏发电在这样的地区有广阔的市场前景。几年前国家启动“西部省区无电乡通电

10、计划”，通过光伏和小型风力发电解决西部七省区（西藏、新疆、青海、甘肃、内蒙古、陕西和宁夏）700多个无电乡的用电问题，光伏用量达到 15.5MWp。到2010年，无电乡的供电问题基本已经通过“送电到乡”工程基本解决，但还有许多无电村和无电户需要解决供电问题。如果每个无电村按照10KWp,每个无电户按照400Wp 规划，再考虑到已建电站的扩容，则潜在市场大约是3,000 MWp。 “十一五”期间，按规划全部解决了西部50 户以上的无电村和15%的散居无电户的用电问题估算，解决10000 个无电村和100 万无电户的用电问题新增光伏用量为265MWp，仅为潜在市场3,000 MWp的十分之一。利用

11、太阳能光伏发电是是能源利用不可逆变的潮流。中国已成为全世界仅次于美国的第二大电力消费市场，需求增长速度为全球之冠。但石油能源的紧张、煤炭资源的告急使得现有发电方式远远不能满足电力消费需求，太阳能发电推广相当迫切、市场潜力十分巨大。 2、项目产品的目标市场太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源，而我国拥有非常丰富的太阳能资源亟待开发青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地，是太阳能丰富的地区。太阳能资源丰富，对环境无任何污染，是满足可持续发展需求的理想能源之一。本项目产品不仅适用于西部无电农牧民家庭使用，也适合大型光伏发电站组成自动跟踪太阳能光伏发电阵列，提高发电效率。二、 竞争优势分析1、

12、项目产品的主要竞争者目前国内生产太阳能电池的企业主要有无锡尚德、南京中电、保定英利、河北晶澳、林洋新能源、苏州阿特斯、常州天合、云南天达光伏科技、宁波太阳能电源、京瓷（天津）太阳能等公司，但大部分都不生产自动跟踪太阳能光伏发电装置，只有一些中小企业生产各种不同的自动跟踪太阳能光伏发电装置。2、项目产品技术性能比较优势（1）本项目产品采用1项发明专利和1项实用新型专利，实现了对太阳的双轴跟踪，提高太阳能电池板发电能力30%以上。 （2）本项目产品跟踪采用间隙式采样跟踪省电模式，即每15分钟采样一次。200Wp光伏发电双轴跟踪电动推杆每次工作时间仅为几秒钟，最长的十几秒钟，从西到东复位时间仅为几分

13、钟，因此两个小功率电动推杆一天的累计工作时间不超过10分钟，功耗极小，打破了双轴跟踪传动机构功耗大的悖论。 （3）本装置采用模块化设计，可随时拆御异地组装，单套适合无电地区农牧民家庭使用。多套组阵排列同样适合大型光伏发电站组网发电。3、项目产品其他市场竞争优势本项目产品结构简单，造价便宜且系统稳定，控制机构造价低于所控光电伏发电系统造价的20%，且光伏发电装置规格越高，控制机构造价比例越低。未来客户目前，本产品主要销售对象是西部偏远地区无电农、牧民家庭、小学、卫生医疗站、边防哨所等，下一步将向大型光伏发电站推广。商业模式我们的市场定位是：立足西部，面向全国；以产品优良特性和品质及价格优势赢得客

14、户；以传递绿色环保理念为己任，用至诚的服务获取市场的回报。随着产品正式投产，我们将建立如下产品获利模式：1、采购国内一流光伏发电配件，利用核心技术精心组装，生产合格发电设备。2、建立一支富有朝气、实践经验丰富、能准确把握和充分驾驭市场的销售团队。3、建立企业网站，宣传企业产品；在行业杂志和其它媒体上进行量力而行的产品宣传。4、建立完善的售后服务制度，及时了解客户对产品和售后服务的意见及建议，以进一步完善产品销售体系。项目主要风险项目实施可能出现技术风险、政策风险、市场风险、资金风险等。风险管理的措施：（1）克服技术风险主要靠提高装置的可靠性；另外注重知识产权保护也是降低技术风险的有效途径之一。

15、因此，本项目在样机试制成功后迅速申报了两项专利，今后还将有更多的专利申请，不但有效提高了产品的核心竞争力，还很好地规避了一些技术风险。（2）本项目属集成加工，光伏发电为清洁能源，符合国家产业政策，环境政策风险较小。（3）市场风险主要是产品成本控制。保证产品质量，尽量降低生产成本是克服市场风险最好的办法。另外还要有一支精干的销售队伍才能逐步开拓市场，化解风险。（4）市场做大了，就会出现资金风险；企业做大了，还会出现管理风险等。企业管理者在企业融资、财务管理、人力资源管理、绩效管理等方面都要不断加强，引进、吸收先进的管理理念，发掘优秀的科研和管理人才，提高自身素质和实力是抵御各种风险最有效的办法。

16、目前的投资人本项目已成立公司，注册资金100万元，资金全部由天使投资者个人投入，本项目组技术投资占20%。本项目前期已投入20万元，主要用于前期样机试制、试验等费用。资金需求请说明项目需要的融资金额及大致用途本项目计划融资60万元，用于加工装配设备、工具的添置，生产材料的购置，人员工资等。资金使用计划2012年2013年2014年备注资金需求60万元70130预计收入59万元118万元294万元预计用户数60120300目录商业计划书概要1目录7第一部分 项目基本情况8第二部分 项目团队9第三部分 项目产品的研究与开发10第四部分 行业及市场情况22第五部分 营销策略和管理25第六部分 融资说

17、明27第七部分 财务计划28第八部分 风险控制30第九部分 附件32专利申请受理通知书检验报告科技查新报告企业标准实用新型专利证书第一部分 项目基本情况本项目主要利用自主开发的“一种电动推杆控制的双轴太阳跟踪光伏发电装置”专利技术，研发出能对太阳时角和高度角自动跟踪太阳能光伏发电装置。本装置采用太阳自动跟踪复位控制电路控制小功耗大推力电动推杆推动太阳能电池板自动跟踪太阳时角和高度角，克服了其它光伏发电跟踪装置机械传动机构复杂、自身功耗大严重等缺点；本装置结构简单、易于拆卸异地安装，适合西部偏远地区无电农、牧区家庭及小学、医疗站、边防哨所等使用；大型光伏发电站也可由该装置组成自动跟踪太阳能光伏发

18、电阵列，提高的发电能力。该项目已完成样机制作并申请了发明专利和实用新型专利各1项，其中实用新型专利已获授权；制定了太阳能光伏发电对日单（双）轴自动跟踪装置（Q/DZ001-2011）产品标准1项并完成了备案，经相关单位试用和甘肃省机电产品质量监督检验站检测，表明其结构稳定、可靠，发电效率明显提高，200Wp单机提高发电能力30%以上。项目进展情况：2011年5月申请发明、实用新型专利各1项；2011年6月完成项目科技查新、产品企业标准备案、通过产品质量检验；2011年9月获得实用新型专利授权1项。项目进入产品研发最后改进、定型阶段，现已制成样机2台并开始试用。项目完成时产品通过相关部门鉴定，达

19、到批量生产阶段。第二部分 项目团队总经理： 周威，09级电路与系统硕士研究生 ，2007年全国大学生数学建模竞赛中获得省赛区二等奖，两次获得兰州大学一等学业奖学金、二等助研奖学金，在校期间参与了基于zigbee的高压电网检测系统、基于宽带电力线抄表系统、手持式电源内阻检测仪等项目的开发，参与申请“一种电动推杆控制的双轴太阳跟踪光伏发电装置”发明专利1项，获实用新型专利授权1项，有较为丰富的项目开发实践经验和开拓精神。 技术总监：米进财，10级电路与系统硕士研究生，曾获兰州大学2008-2009学年优秀学生三等奖学金、2008年暑期社会实践先进个人。2009年在四川华迪公司实训，担任项目经理，完

20、成基于FPGA的多功能数显系统；2010年完成河南中原黄金冶炼厂干矿量集显系统；2010年参与了USB固件程序设计；2011年参与了甘肃玉门油田水电厂锅炉汽包水位控制系统的项目设计。参与申请“一种电动推杆控制的双轴太阳跟踪光伏发电装置”发明专利1项，获实用新型专利授权1项，有较为丰富的项目开发能力。 市场部经理：刘莉，女，09级电路与系统硕士研究生。参与了基于zigbee的高压电网检测系统、基于niosII的远程无线心电监护系统的开发工作，2011年获Altera全国FPGA大奖赛三等奖、兰州大学优秀共产党员称号；曾获兰州交通大学第十一届“交大之声”辩论赛冠军，被评为兰州大学优秀研究生会干部。

21、有较为丰富的人际交往能力和市场开拓能力。财务部经理：杜振涛，09级管理学院企业管理硕士研究生。曾参与“新消费文化观念构建”国家社科基金项目（项目编号:08BZX011），主要负责市场调研以及数据的统计分析。兼职会计事务所，参加过黄河剧院、甘肃演出公司资产审计与资产评估工作。有一定的财务管理经验。办公室主任：董敏，女，09级电路与系统硕士研究生，曾获青海大学“三好学生”、青海省攀岩比赛周赛第一名的奖励，曾参加友晶科技及 Altera 公司所主办的“亚洲创新设计大赛”，有一定的组织管理能力。第三部分 项目产品的研究与开发一、项目产品的技术原理根据太阳能光伏发电原理，太阳能电池板的发电能力与太阳照射

22、到它上面的直射辐射辐照度成正比关系，太阳能电池板接收太阳直射辐射辐照度越强，其发电能力就越大。而太阳斜射到太阳能电池板的直射辐射辐照度与垂直照射到该平面上的直射辐射辐照度是余弦关系，即： Ida=Incos a （1） 公式中，In为垂直于太阳光线ON表面上的太阳直射辐射辐照度 Ida为太阳斜射到太阳能电池板OD表面上的太阳直射辐射辐照度 a为太阳入射光线与太阳能电池板OD表面法线之间的夹角。 图1 太阳斜射到太阳能电池板与直射辐射辐照度关系 根据公式（1），当角a=0，即阳光光线垂直于太阳能电池板OD，Ida=In，这时太阳能电池接受到太阳直射辐射辐照度最大，太阳能电池板OD发电力最强。因此

23、，同样材质、同样大小的太阳能电池板解决其跟踪太阳直射问题是提高其发电能力最直接、最有效的方法。 本项利用自主研发的两项专利技术很好地解决了太阳能电池板双轴跟踪太阳问题,其中跟踪机械传动机构采用发明专利“由电动推杆控制的双轴跟踪太阳的光伏发电装置”（专利申请号：201110140323.7）技术原理，该项技术同时申请了实用新型专利（专利申请号：201120174363.9）。本项目利用太阳自动跟踪复位器控制电动推杆传动机构使太阳能光伏发电电池板在大部分时间始终正对太阳，以提高太阳能光伏发电电池板的发电效率。该装置无需外接电源和其他复杂控制电路即可实现太阳能电池板对太阳的双轴跟踪。对太阳的跟踪采用

24、太阳自动跟踪复位器控制小功耗大推力电动推杆推动太阳能电池板自动跟踪太阳时角和高度角，克服了其它自动跟踪光伏发电装置机械传动机构和跟踪控制电路复杂、自身功耗大等缺点。本装置主要由太阳自动跟踪复位器、太阳能光伏发电电池板、电动推杆控制的机械传动机构等装置构成，模块化设计，结构简单、易于拆卸异地安装，单机适合西部偏远地区无电农、牧民家庭使用，多套可组成太阳能光伏发电阵列，适合大型光伏发电站。经测试，同样面积的光伏发电电池板，本装置较固定式放置可提高发电能力30%以上。 太阳自动跟踪复位器由遮光板、挡光板、4个光敏传感器和检测控制电路组成。4个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮光

25、板与4个光敏传感器之间并将4个光敏传感器十字隔离开。 电动推杆控制的机械传动机构由控制高度角的电动推杆和控制时角的电动推杆及其连接机构和支架组成。其中控制高度角的电动推杆由套装在支架柱上的2个同轴轴承固定在支架柱上，控制高度角的电动推杆整体可围绕支架柱上端的纵向轴转动；它上下伸缩可带动太阳能电池板围绕支架柱顶端的横向轴转动，以便正对太阳高度角；控制太阳能电池板时角的电动推杆伸缩可推动太阳能电池板围绕支架柱纵向轴左右转动，从而跟踪太阳时角。两个电动推杆直流电机的电极分别接本装置充电的12V蓄电池的正向转动电路和反向转动电路，该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控制4个继电器开关；太阳自动跟踪器

26、固装于太阳能光伏发电电池板上端中央，4个光敏传感器上下左右分置于一个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带动电动推杆使自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。 采用上述技术方案 ，太阳能光伏发电电池板跟踪太阳高度角时，因构成跟踪器的第1光敏传感器、第2光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间由挡光板隔开，跟踪复位原理逻辑如图2所示；上午跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板起始方向正对东南方，随着太阳的升起，当第1光敏传感器上方的遮光板斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第1光敏传感器上，第1光敏传感器受光产生电流、电压信号且强度达到一定阈值，经PLC单片机与第2光敏传感器受光强度（电流、电压

27、信号）比较获得指令，通过跟踪控制电路闭合控制太阳高度角的电动推杆直流电机的正向转动开关，电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转动。当太阳能光伏发电电池板转至正对太阳时，与太阳能光伏发电电池板同平面的第1光敏传感器的采光面被其正上方的遮光板的阴影所遮住不再发出电流、电压信号，正向转动开关断开，控制太阳高度角的电动推杆直流电机停止转动。 图2 跟踪复位原理逻辑图随着太阳的运动，太阳光再次斜射到第1光敏传感器上经PLC单片机逻辑判断再次启动电动推杆直流电机通过电动推杆推动太阳能光伏发电电池板转动，当跟踪复位器和太阳能光伏发电电池板正对太阳时又停动。 上述过程中，位于下方的第2光敏传感器始终被遮光板和挡光

28、板的阴影所遮住，第2光敏传感器感光强度始终低于第1光敏传感器，因此不能启动反向电路向电动推杆直流电机供电，太阳能光伏发电电池板不可能反向转动。 下午，位于下方的第2光敏传感器接受到逐渐落下的太阳光线的照射，则控制太阳能光伏发电电池板向下转动，即下午随着太阳落下太阳光照射到位于下方的第2光敏传感器上，第2光敏传感器感光强度高于第1光敏传感器即通过检测控制电路启动控制太阳高度角的电动推杆直流电机反向转动，电动推杆伸出，从而使太阳能光伏发电池电板向下转动；当跟踪复位器和太阳能光伏发电板同步转至正对太阳时，第2光敏传感器又被遮光板的阴影所遮住，此时第2光敏传感器不能产生信号继续启动直流电机，太阳能光伏

29、发电板停止转动，达到跟踪太阳高度角的目的。上述过程中，同样第1光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮住，第1光敏传感器控制的电路不能向控制太阳高度角的电动推杆直流电机供电。 太阳落山以后，当4个光敏传感器长时间（8小时以上）都接受不到太阳光，控制电路则启动复位开关，控制太阳时角的电动推杆则控制太阳能光伏发电电池板转向东方，完成复位。由于太阳时角变化每小时15度左右，考虑到传动机构省电等因素，本跟踪装置每15分钟检测跟踪一次，即采用间隙式采样跟踪方式，每次工作时间仅为几秒钟，对于小功率200Wp光伏发电装置，每天跟踪驱动机构累计工作时间（包括复位）不超过10分钟，因此自身功耗特别低，打破了跟踪

30、装置功耗大的悖论。 这种遮光板和挡光板组成的T形结构跟踪复位器，即使在特殊天气条件下如忽阴忽晴，太阳出来后，无论是太阳能光伏发电板停留在任何位置，阳光只能照射到其中一个光敏传感器上，因此，电动推杆直流电机正反转动控制开关不同时工作，不互相产生影响。对太阳时角的跟踪同理，只不过第3、第4光敏传感器分置于十字挡光板左右。 由此可见，在本装置的控制下，太阳能光伏发电电池板无论何时都能始终能正对太阳，从而提高了这种光伏发电装置的发电效率，不需要人工对光伏发电板复位，真正实现了自动跟踪。二项目国内外研究开发现状：国外在20 世纪80 年代就对太阳跟踪系统进行了研究,如美国、德国在单双轴自动跟踪、日本在聚

31、光菲立尔透镜跟踪、西班牙在2 倍聚光反射跟踪等方面均开发出了相应的商品化自动太阳跟踪器。2008年欧美发达国家能源部提出凡进入市场安装的太阳能固定电站必须配跟踪系统以解决降本增效的目的。对于太阳能发电这一高科技事业，发达国家在数十年前就开足马力进行研究、试验和应用。目前，太阳能发电已经进入技术成熟、能够大规模推广的阶段。如今，无论是日本、德国，还是美国、意大利，光伏发电都已实现了并网发电，数以千计的办公大楼、实验室和数以万计的居民，在享用着稳定可靠、无污染、无噪音、无任何废料排出的太阳能电力。可见，在国外，太阳能发电已经在不断普及，特别是日本大地震后，各国都开始重新思考利用清洁能源的问题，利用

32、太阳能发电将是今后发达国家主要电力来源。我国太阳能光伏发电产业近几年发展较快，为配合西部大开发，我国政府实施了“阳光计划”、“乘风计划”和“光明工程”等，正在尝试利用太阳能发电和风力发电为解决西部广大无电地区农牧民生活生产用电。但国内与国外在产品技术开发和市场上成熟度差异都较大，在国内若全部购买国外成熟的技术,将大大提高系统的硬件成本，投资成本过高。我国于20 世纪90 年代左右也对其进行了大量的研究，随着近年来国内各个企业和设备制造商在消化吸收国外技术的同时，自主创新，已经拥有了全国产化的生产单晶太阳能电池的生产线和在全世界都很有影响力的太阳能企业。我公司也瞄准此项产业，积极投身于此，这将为

33、太阳能光伏产业在西部地区甚至全国的发展产生有力的推动作用 。我国许多高校和企业对太阳光伏发电进行了有益的探索，一些公司也有了各自的知识产权，各种单轴或双轴跟踪太阳能光伏发电装置亦有报道，但推广应用较少。如CN200820040115.3自动跟踪太阳能光伏发电装置专利，通过行星减速机输出齿轮内啮合转盘轴承内圈上的轮齿，推动转盘轴承外圈、转盘轴承盖及安装在转盘轴承盖上的支架带动光伏组件安装平而转动，实现东西方位角的跟踪；通过升降机升降杆驱动电池平台绕转轴转动，实现在仰角方向上对太阳光的自动跟踪。再如：CN200910038907.6太阳能光伏发电自动跟踪系统专利，根据高灵敏度光控头采集的光照信号，

34、控制低速直流电机正向或反向转动，带动丝杆伸缩，从而使太阳电池组件绕固定轴转动，达到跟踪的目的。以上专利技术传动机构各不相同，实际应用各有利弊。因此，现在我国绝大部分太阳能发电仍以太阳能电池板固定式为主。 根据查阅有关资料和市场考察，发现我国在太阳能光伏发电领域与西方发达国家确实还有一定距离。我国一些公司虽然也相继开发出了一些太阳能光伏发电对日跟踪装置和产品，但由于我国还没有相应的技术规范或产品标准，因此，各种产品五花八门，良莠不齐，许多技术大都存在跟踪系统复杂、维护量大、稳定性不高、传动机构本身功耗大等诸多缺陷。所以，我国仍需要继续开发稳定可靠的太阳能光伏发电自动跟踪商品化的产品。三项目的主要

35、内容及技术路线本项目主要利用太阳自动跟踪复位器和电动推杆控制的双轴太阳跟踪两项专利技术，研发出能对太阳时角和高度角自动跟踪新型小功率家用太阳能光伏发电装置。本装置采用间隙式（每15分钟跟踪一次）的跟踪方式，太阳自动跟踪复位控制电路控制小功耗大推力电动推杆推动太阳能电池板自动跟踪太阳时角和高度角，克服了其它光伏发电跟踪装置机械传动机构复杂、自身功耗大等缺点；本装置主要由太阳自动跟踪复位器、太阳能电池板、跟踪安装支架、电动推杆控制的机械传动机构等装置构成；本装置采用蓄电池储能，控制和传动机构由蓄电池供电，无需外接电源；蓄电池对负载既可输出直流电，也可经过逆变器变为220V输出交流电；本装置模块化设

36、计，结构简单、易于拆卸异地安装，适合西部偏远地区无电农、牧区家庭使用；大型光伏发电站也可由该装置组成自动跟踪太阳能光伏发电阵列，提高光伏发电站的发电能力。项目的技术路线：本项目太阳自动跟踪复位器由遮光板、挡光板、4个光敏传感器和检测控制电路组成。4个光敏传感器它们上下左右排列于遮光板的正后方，挡光板设于遮光板与4个光敏传感器之间并将4个光敏传感器十字隔离开（如图3所示）。图3 太阳自动跟踪复位器4个光敏传感器布置图 本项目电动推杆控制的机械传动机构（如图4所示）由控制高度角的电动推杆1和控制时角的电动推杆2及其连接机构和支架组成。其中控制高度角的电动推杆1由套装在支架柱5上的2个同轴轴承3、4

37、固定在支架柱5上，控制高度角的电动推杆1整体可围绕支架柱5上端的纵向轴14转动；它上下伸缩通过滑块6和滑杆7可带动太阳能电池板8围绕支架柱顶端的横向轴13转动，以便正对太阳高度角；控制太阳能电池板8时角的电动推杆2伸缩可推动太阳能电池板8围绕支架柱纵向轴14左右转动，从而跟踪太阳时角。图4 电动推杆控制的机械传动机构图图4、图5、图6中，1-高度角电动推杆，2-时角电动推杆，3-上轴承，4-下轴承，5-支架柱，6-滑块，7-滑杆，8-太阳能电池板，801-太阳能电池，802-电池托架，803-固定架，9-第一万向节，10-横梁，11-第二万向节，12-太阳能电池板横中线，13-横向轴，1301

38、-横向轴的中轴线，14-纵向轴，1401-纵向轴的中轴线，15-左斜支架，16-右斜支架，17-左转轴，18-右转轴，19-第二万向节的横向转轴，20-第一万向节的纵向转轴，21-纵向转轴，22-横向转轴，23-跟踪检测控制电路，24-充电控制器，25-蓄电池，26-高度角推杆直流电机，2601-高度角推杆直流电机的伸出转动开关，2602-高度角推杆直流电机的收缩转动开关，27-时角推杆直流电机，2701-时角推杆直流电机的伸出转动开关，2702-时角推杆直流电机的收缩转动开关，28-支架，29-连接架，30-底座，32-负载。对太阳双轴跟踪的传动机构关键连接结构（如图5所示）是在两个电动推杆

39、控制下太阳能电池板8即可围绕支架柱5顶端的横向轴13上下转动，也可围绕支架柱5顶端的纵向轴14左右转动，从而同时跟踪太阳的高度角和时角。图5 太阳双轴跟踪的传动机构关键连接结构图 两个电动推杆直流电机的电极分别接本装置充电的12V蓄电池的正向转动电路和反向转动电路（如图6所示），该电路由太阳自动跟踪复位器检测控制电路控制4个继电器开关；太阳自动跟踪器23固装于太阳能光伏发电电池板上端中央，4个光敏传感器上下左右分置于一个平面且与太阳能电池板同平面，直流电机带动电动推杆使自动跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板同步传动。 图6 电动推杆直流电机接线控制电路图 采用上述技术方案 ，太阳能光伏发电电池板

40、8跟踪太阳高度角时，因构成跟踪器的第1光敏传感器、第2光敏传感器上下并排位于遮光板的正后方，中间由挡光板隔开；上午跟踪复位器与太阳能光伏发电电池板8起始方向正对东南方，随着太阳的升起，当第1光敏传感器上方的遮光板斜对太阳时，太阳光照射到位于上方的第1光敏传感器上，第1光敏传感器受光通过跟踪控制电路闭合控制太阳高度角的电动推杆1直流电机的正向转动开关，电动推杆1推动太阳能光伏发电电池板转动，当太阳能光伏发电电池板转至正对太阳时，与太阳能光伏发电电池板8同平面的第1光敏传感器的采光面被遮光板的阴影所遮住，正向转动开关断开，控制太阳高度角的电动推杆1直流电机停止转动。随着太阳的运动，太阳光再次斜射到

41、第1光敏传感器上再次启动电动推杆1直流电机通过电动推杆1推动太阳能光伏发电电池板8转动，当遮光板和太阳能光伏发电电池板8正对太阳时又停动。上述过程中，位于下方的第2光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮住，第2光敏传感器不能启动反向电路向电动推杆1直流电机供电，太阳能光伏发电电池板8不可能反向转动。下午，位于下方的第2光敏传感器可控制太阳能光伏发电电池板向下转动，即下午随着太阳落下太阳光照射到位于下方的第2光敏传感器上，第2光敏传感器通过检测控制电路启动控制太阳高度角的电动推杆1直流电机反向转动，从而使遮光板和太阳能光伏发电池电板8向下转动；当遮光板和太阳能光伏发电板8同步转至正对太阳时，第

42、2光敏传感器被遮光板的阴影所遮住，此时第2光敏传感器不能产生信号继续启动直流电机，太阳能光伏发电板停止转动，达到跟踪太阳高度角的目的。上述过程中，同样第1光敏传感器始终被遮光板和挡光板的阴影所遮住，第1光敏传感器控制的电路不能向控制太阳高度角的电动推杆1直流电机供电，太阳能电池板不可能向相反方向转动。 太阳落山以后，当4个光敏传感器长时间（8小时以上）都接受不到太阳光，控制电路则启动复位开关，控制太阳时角的电动推杆则控制太阳能光伏发电电池板转向东方，由于电动推杆内置有限位开关，当转至最大位置时，限位开关自动断开，光伏发电板停止转动，复位完成。由于太阳时角变化每小时15度左右，考虑到传动机构省电

43、等因素，本跟踪装置每15分钟检测跟踪一次，每次工作时间仅为几秒钟，对于200Wp小功率光伏发电装置，每天跟踪系统累计工作时间（包括复位）不超过10分钟，因此自身功耗特别低，打破了跟踪装置功耗大的悖论。这种遮光板和挡光板组成的T形结构跟踪复位器，即使在特殊天气条件下如忽阴忽晴，太阳出来后，无论是遮光板和太阳能光伏发电板停留在任何位置，阳光只能照射到跟踪复位器其中一个光敏传感器（小太阳能电池板）上；因此，电动推杆直流电机正反转动电路不同时工作，不互相产生影响。对太阳时角的跟踪同理，只不过第3、第4光敏传感器分置于十字挡光板左右，太阳由东向西运动时，太阳斜射到第3光敏传感器上，经单片机判断启动控制时

44、角的电动推杆2带动太阳能电池8转动，当正对太阳时停止，如此反复，直到太阳落山。 由此可见，在本装置的控制下，太阳能光伏发电电池板无论何时都能始终能正对太阳（跟踪误差小于10度），从而提高了这种光伏发电装置的发电效率，不需要人工对光伏发电板复位，真正实现了自动跟踪。另外，考虑到系统的稳定性，本装置还具有如下功能：1、智能充电控制：在太阳能发电系统中，充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。本装置智能充电控制器可以实时显示系统各种重要数据，如充电电流、电压

45、等。本装置智能充电控制器主要功能如下： 1） 过充保护：避免蓄电池因充电电压过高而造成损坏。 2） 过放保护：避免蓄电池因放电到过低的电压而损坏。 3） 防反接功能：避免蓄电池及太阳能电池板因正负极接反而不能使用甚至酿成事故。 4） 防雷击功能：避免因雷击而损坏整个系统。5） 温度补偿：主要针对温差大的地方，保证蓄电池处于最佳的充电效果。6） 定时功能：控制负载的工作时间，避免能源浪费。 7） 过流保护：当负载过大或短路时，自动切断负载，保证系统的安全运。 8） 过热保护：当系统工作温度过高时，自动停止给负载供电，故障排除后，自动恢复正常工作。 9） 自动识别电压：对于不同的系统工作电压，自动

46、识别，无须另外设置。2、防风、防雨、防冰雹功能太阳能电池板采用钢化玻璃封装，外框用铝合金封装，能有效抵御冰雹袭击；安装采用金属支架固定，传动机构选用不锈钢件或作防锈处理，以防止雨淋造成部件生锈；金属支架固定太阳能电池板，能抵御一般风吹；遇到大风，可用遥控器将太阳能光伏发电板调至水平位置，以减少大风对本装置的破坏。对于大型太阳能光伏发电阵列，可采用风速计实时测量风速，当风速达到一定值时，控制器控制高度角电动推杆收缩使阵列的所有太阳能光伏发电板都同时调至水平位置，同样可减少大风对本装置的破坏。 3、模块化设计 本装置模块化设计，可随时拆卸异地组装，如太阳能电池板可折叠、固定架可分拆运输，安装简便，

47、适合农、牧区家庭使用。预计项目完成时达到的关键技术及技术指标：1、发电量提高30%以上；2、时角跟踪范围110度；3、高度角跟踪范围110度；4、跟踪精度优于（-10度，+10度）；5、跟踪控制机构耗电量所控光伏板标称发电量的2% ；6、能适应-30+50的环境温度；7、可靠性高、抗干扰能力强；8、跟踪控制机构造价低于所控光伏发电系统成本的20%。样机实物照片第四部分 行业及市场情况一、市场概述1、项目产品市场概况及需求情况根据可再生能源中长期发展规划，2010年中国可再能源消费量达到能源消费总量的10%左右，2020年这一比例将达到15%。根据这个比例中国可再生能源协会得出研究结论，未来 10年国内将有一个高达1万亿美元的可再生能源市场，太阳能发电量将达到 2000万至3000万千瓦。据统计，2005年我国还有大约28,000